1. Rodzaje tektokrzemianów. 2. Formy strukturalne dwutlenku krzemu. 3. Naturalne odmiany SiO Wysokociśnieniowe odmiany SiO 2.

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "1. Rodzaje tektokrzemianów. 2. Formy strukturalne dwutlenku krzemu. 3. Naturalne odmiany SiO Wysokociśnieniowe odmiany SiO 2."

Dariusz Cieślik
6 lat temu
Przeglądów:

1 Tektokrzemiany 1. Rodzaje tektokrzemianów. 2. Formy strukturalne dwutlenku krzemu. 3. Naturalne odmiany SiO Wysokociśnieniowe odmiany SiO 2.

2 Główne grupy anionów krzemotlenowych 1. 0D nie polimeryczne mono- oligoi cyklokrzemiany, 2. 1D-polikrzemiany łańcuchowe, 3. 2D-polikrzemiany warstwowe, 4. 3D-polikrzemiany szkieletowe.

3 Tektokrzemiany Tektokrzemiany Wzór Koordynacyjny Parametr P rodzaj pierścieni Stosunek T : O Krzemionka SiO 2 - trydymit, krystobalit - kwarc, keatyt - coesyt Klatrasile (silikality) [ 2 Si 2 O 4 ] 0 [ 3 Si 3 O 6 ] 0 [ 4 Si 4 O 8 ] 0 P = 2, [ 6 ] P = 3, [ 6, 8 ] P = 4, [4, 8] 1 : 2 1 : 2 1 : 2 Tektopolianiony Tektoglinokrzemiany - skalenie - zeolity - skaleniowce [Si 4 O 9 ] 2- [Si 10 O 23 ] 6- [Si 6-6 O 15 ] [Si n O 2n+x ] 2x- [ 4 (AlSi 3 )O 8 ] - [ 3 (AlSi 2 )O 6 ] - [ 2 AlSiO 4 ] - : [Al X Si y O 2(X+Y) ] X- X? Y P = 4, [4, 8] P = 3, [ 4,6,8 ] P = 2, [ 6 ] : P? 6, [4,6,8,12] 1 : 2,25 1 : 2,3 1 : 2,5 1 : 2 1 : 2 1 : 2 1 : 2

4 Podział odmian polimorficznych SiO 2 1. naturalnie występujące formy SiO 2 - kwarc, - trydymit, - krystobalit. 2. wysokociśnieniowe formy SiO 2, - keatyt, - koezyt, - stiszowit.

5 Układ jednoskładnikowy SiO 2 (wg Fenera)

6 Naturalne formy polimorficzne SiO 2 Odmiana Struktura Z SiO2 Krystobalit - wysokotemp. _ regul. Fd3m lub I42d (pseudoregul. domeny) Rodzaj pierścieni 8 [ 6 ] [ 6] Gęstość [g/cm 3 ] Referencja 2.19 Peacor 1973 Peacor niskotemp. tetragonalny P [ 6] 2.32 Peacor 1973 Trydymit - wysokotemp. - średniotemp. - niskotemp. Kwarc - wysokotemp. - niskotemp. Moganit - wysokotemp. - niskotemp. heksag. P6 3 /mmc rombowy Cc2m rombowy C222 1 rombowy P jednoskośny C2 1 jednoskośny Cc [ 6 ] [ 6 ] [ 6 ] [ 6 ] [ 6 ] [ 6 ] Kihara 1986 Kihara 1981 Dollase 1967 Graetsh 2001 Graetsh 2001 Dollase 1967 jednoskośny ny Cc 144 [ 6 ] 2.27 Kato 1976 heksagonalny P trygonalny P rombowy Imab jednoskośny I2/a 3 3 [ 6, 8 ] [ 6, 8 ] 12 [ 4, 8 ] [ 4, 8] Kihara 1998 Kihara 1990 Graetsh 1992 Florke 1984

7 Pierścienie 6 członowe w strukturach krystobalitu regularnego trydymitu heksagonalnego

8 Formy trydymitu heksagonalny rombowy trójskośny

9 Pierścienie [6, 8] w kwarcu Wysokotemperaturowym niskotemperaturowym

10 Helikalne ułoŝenie tetraedrów w kwarcu

11 Naturalne kryształy kwarcu

12 Wysokociśnieniowe formy SiO2. p T diagram fazowy SiO 2

13 Formy wysokociśnieniowe SiO 2 Odmiana Struktura Zakres Rodzaj Gęstość ciśnienia pierścieni [g/cm 3 Referencja ] [kbar] Koezyt Jednoskośny C2/c [ ] 2.93 Araki&Zoltai Stiszowit Tetragonalny P4 2 /mmm powyŝej 80 LK Si = Chao Keatyt Tetragonalny P metatrwały > 2 [5-7-8] 2.50 Liebau

14 Struktura koezytu równolegle do (010) równolegle do (100)

15 Struktura stiszowitu

16 Oktaedr SiO 6 w strukturze stiszowitu

17 Struktura keatytu

18 Tektoglinokrzemiany 1. Struktury SiO 2 podobne 2. Skalenie 3. Skaleniowce 4. Zeolity

19 Struktury SiO 2 podobne Kwarc - Li[AlSiO 4 ] α -eukryptyt - Li[AlSi 2 O 6 ] α-spodumen - Mg[Al 2 Si 2 O 8 ] - syntetyczny Trydymit - K [AlSiO 4 ] kalsylit, - Na [(Si,Al)O 4 ] nefelin -Na [AlSiO 4 ] syntetyczny Krystobalit Na [AlSiO 4 ] karnegit Keatyt Li[AlSi 2 O 6 ] β-spodumen

20 K[Si AlO 3 8 ] - Na[Si AlO 3 8 ] - Ca[Si Al 2 2 O 8 ] ortoklaz albit - anortyt

21 Skaleniowce Właściwości chemiczne zbliŝone do skaleni ale względem nich zawierające więcej glinu w pozycjach tetraedrycznych. Zbudowane są z pierścieni 4- i 6-członowych między, którymi tworzą się wolne przestrzenie w których lokują się kationy sodu lub potasu. Ich struktura jest wyraźnie luźniejsza od struktury skaleni co objawia się ich znacznie mniejszym od skaleni cięŝarem właściwym K [AlSi 2 O 6 - leucyt Na[AlSi 2 O 6 ] H 2 O - analcym (Na,Ca) 8 [(AlSiO 4 ) 6 ] (Cl 2,S,CO 3 ) sodalit (Na,Ca) 8 [(AlSi 3 O 8 ) 6 ](Cl 2,SO 4,CO 3 ) - skapolit

22 Tektoglinokrzemiany - zeolity 1. Hierarchiczna struktura zeolitów 2. Klasyfikacja zeolitów 3. Przykłady najwaŝniejszych zeolitów 4. Właściwości i zastosowania zeolitów

23 Zeolity Me x/n [Al x Si y O 2(x+y) ] zh 2 O Me kationy o ładunku n (+1 i/lub +2), y/x = 1 5 z/x = 1 4 Definicja Smith a: zeolit jest glinokrzemianem o strukturze szkieletowe, zawierającym wolne przestrzenie wypełnione duŝymi jonami cząsteczkami wody, mającymi duŝą swobodę ruchu, co umoŝliwia wymianę jonową i odwracalną dehydratację

24 Wtórne jednostki strukturalne zeolitów (SBU)

25 Pierścienie w zeolitach

26 Elementy struktury zeolitów

27 Zeolity zbudowane z komór sodalitowych

28 Mikroskopia elektronowa zeolitów

29 Mikroskopia skaningowa

30 Właściwości zeolitów Istnienie w strukturze kanałów i komór o ściśle określonych wymiarach. Adsorpcja gazów. Właściwości katalityczne. Wysoki stopień hydratacji, obecność tzw. wody zeolitowej Niska gęstość i duŝa objętość wolnych przestrzeni, szczególnie po dehydratacji. Niezmienna i stabilna struktura kryształu przed i po dehydratacji (nawet przy 50%pustkach) Właściwości jono-wymienne. Zmienność własności fizycznych.

31 Zastosowania zeolitów Wymieniacze jonowe środki piorące Środki osuszające Sorbenty Katalizatory Sita molekularne Nośniki innych substancji 12% kataliza 75% wg.ceny 12% surowce 66% detergenty 10% absorbenty

Podobne dokumenty

Krzemiany. Si 1s 2 2s 2 2p x2 2p y2 2p z2 3s 2 3p x1 3p y1 3p z. Krzem

Krzemiany. Si 1s 2 2s 2 2p x2 2p y2 2p z2 3s 2 3p x1 3p y1 3p z. Krzem Krzemiany Krzem Si 1s 2 2s 2 2p x2 2p y2 2p z2 3s 2 3p x1 3p y1 3p z Si-Si = 222 kj/mol C-C = 334 kj/mol Si-C = 369 kj/mol Si-O = 536 kj/mol Węgiel mostki -C-C-C-Cnietrwałe łańcuchy -C-O-C-O-Ctrwałe pierścienie